Testador de capacidade da bateria 3 x 18650: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Existem muitas instruções sobre como construir testadores de capacidade baseados em Arduino na Internet. O fato é que é um processo bastante longo testar a capacidade da bateria. Digamos que você queira descarregar uma bateria de 2000mAh com corrente de ~ 0,5A. Vai demorar uma eternidade (precisamente: 4 horas). Tentei encontrar uma maneira muito mais rápida de indicar a capacidade de muitas células. Aumentar a corrente de descarga não é uma coisa segura, especialmente quando sua carga é um resistor simples. Resistência mais baixa = carga mais alta = mais potência (calor) a ser dissipada.

Basicamente, estamos descarregando células para atingir dois objetivos diferentes:

• indicação de capacidade
• descarregando para ~ 40% da capacidade total, para fornecer armazenamento seguro para células não utilizadas por um longo tempo

Para cumprir o mencionado acima, decidi criar uma estação de descarga de células múltiplas. Existem dois modos e um menu simples, podendo ser manipulado por apenas um botão. O recurso adicional é o cálculo da resistência interna (Rw).

Não sou um especialista no assunto, então você está fazendo tudo POR SUA PRÓPRIA CONTA E RISCO. Sugestões e comentários são bem-vindos.

A inspiração e o básico vêm de dois projetos que encontrei:

www.instructables.com/id/DIY-Arduino-Batte…

arduinowpraktyce.blogspot.com/2018/02/test…

Etapa 1: BOM

Vamos precisar de:

• 1x Arduino Nano
• 3 Mosfet IRLZ44N
• 1x 3 porta-baterias
• 3x resistor de cimento - por exemplo 10R 10W - leia sobre isso na próxima seção
• LED vermelho 3x 5mm
• Botão de apertar
• LCD - neste projeto eu usei LCD i2c 16x2
• 1 resistor de 10k
• 9x resistor 4k7
• 3 resistor de 1k
• 1x resistor 100R
• 1x terminal de parafuso para conexão de fonte de alimentação (7-12V) - opcional se você deseja ligar o dispositivo com arduino mini USB
• 1x cabeçote fêmea de 4 pinos dourados, 2,54
• 1x cabeçalho fêmea Goldpin 15, 2,54 mm (opcional - se você quiser ser modular)
• 1x Buzzer (opcional)

Etapa 2: Esquema e o princípio de operação

O cérebro do meu projeto é o arduino nano. O Arduino controla 3 mosfet, que são usados para abrir / fechar 3 circuitos de bateria com as cargas correspondentes. Estamos medindo (usando 3 divisores de tensão) a tensão desses circuitos para determinar o fluxo de corrente através dos resistores de potência - usando uma lei de Ohm.

I = V / R

A queda de tensão nos resistores de potência é quase igual à tensão medida nos terminais da bateria (assumindo juntas de solda de qualidade e fios em boas condições), portanto, não há necessidade de medir a tensão antes e depois dos resistores. Divisores de tensão são usados para evitar que células testadas liguem nosso dispositivo.

Conhecendo a tensão e a corrente ao longo do tempo de descarga, podemos calcular a capacidade da célula.

Etapa 3: Seleção de resistores de potência

O valor do resistor depende da corrente de descarga que queremos alcançar. Assumindo uma corrente máxima de 0,5A, o valor do resistor deve ser:

R = V (tensão máxima da célula) / I (corrente de descarga) = 4,2 V / 0,5 = 8,4 Ohm

Usando o resistor 10R, você obterá:

I = V / R = 4,2 V / 10 ohm = 0,42 A

O valor do resistor amante, a corrente mais alta.

IMPORTANTE!! Há muita potência a ser dissipada, portanto o resistor ficará quente. Podemos determinar a potência mínima do resistor de acordo:

Potência mínima = I ^ 2 * R = 0,42 ^ 2 * 10 = 1,76W

Estou usando resistores 3R3 de 17W, mas meu conselho é usar 10R (10W ou mais) - ele vai lidar com a potência sem fluxo e sua temperatura permanecerá segura.

Etapa 4: Código Arduino

Você precisa ajustar os seguintes parâmetros de acordo com seus valores medidos:

R1, R2, R3 - valores dos resistores de potência [ohm]

RB1, RB2, RB3 - resistência do circuito B1-B3. R1 + 0,1 é perto o suficiente [Ohm]

X1, X2, X3 - relação dos divisores de tensão. Se você não quiser medir com precisão, pode inserir apenas 2

intervalo - medição Interwal (ms) - padrão 5000 ms

voltRef - tensão de referência medida entre o pino 5V do arduino e o GND - padrão 5.03

Etapa 5: PCB

Pronto para pedir / gravar:)

Etapa 6: Menu

Toque curto (com intervalo de ~ 1s entre o próximo clique) - altere o valor

Pressão longa - confirmar

Primeiro nível do menu: seleção de modo (teste de capacidade ou descarga simples para tensão predefinida)

Segundo nível do menu: seleção de tensão mínima, onde ocorre o final da medição.

Quando a medição de qualquer célula em particular é feita, a tela final é exibida, onde você pode encontrar a capacidade da bateria e a resistência interna (Rw).